講演抄録/キーワード |
講演名 |
2009-09-17 14:15
FPGAによる電源電圧制御回路の実装及び制御精度の評価 ○副島政人・酒見隼也・柴田裕一郎・黒川不二雄・濱田 剛・正田備也・小栗 清(長崎大) RECONF2009-22 |
抄録 |
(和) |
省エネルギー化の観点から、より安定で効率的な直流電源電圧への要求はますます高まっている。中でもディジタル制御方式DC-DCコンバータは高い信頼性、柔軟性等を得られることから注目を集めている。本稿ではFPGAを用いたDC-DCコンバータの制御について議論する。このアプローチはDSPなどのソフトウェア処理に比べ高速化が期待できるとともに、さまざまな制御アルゴリズムに柔軟に対応できるメリットを持つ。本稿では、このようなシステムに必要とされる演算精度の評価や、精度とハードウエア量とのトレードオフについて、DC-DCコンバータの試作を通じて実証的に議論する。特性評価の結果、小数部10bit程度の固定小数点演算で十分な制御精度が得られることが分かった。また、位相をずらした複数クロックを用いることで、システムクロックの上昇を抑えつつPWMの分解能を向上させる設計の効果についても評価した。 |
(英) |
Demands for more steady and more efficient direct voltage power supplies
have been increasing in the context of energy conservation measures.
Digital DC-DC converters are especially gathering attention because they
have a high degree of reliability and flexibility. This paper addresses
an FPGA-based control mechanism for a DC-DC converter. This approach
enables programmability for a wide range of control algorithms while
higher operational speed is anticipated. In this paper, we discuss
required arithmetic precision and trade-off relationship between control
accuracy and hardware costs through prototype implementation of an
FPGA-based DC-DC converter. Evaluation of the prototype system reveals
that fixed point arithmetic with 10-bit fraction part is enough in terms
of dynamic characteristics. Design of a counter module which uses
multiple phase-shifted clock signals to increase the PWM resolution
while keeping the system clock frequency low is also discussed. |
キーワード |
(和) |
FPGA / DC-DCコンバータ / スイッチング電源 / ディジタル制御 / / / / |
(英) |
FPGA / DC-DC converter / Switching power supply / Digital Control / / / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 109, no. 198, RECONF2009-22, pp. 19-24, 2009年9月. |
資料番号 |
RECONF2009-22 |
発行日 |
2009-09-10 (RECONF) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) |
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RECONF2009-22 |